Instalando nosso refrigerador de água
Há muito sendo escrito sobre overclocking e undervolting na Radeon RX Vega 64 da AMD. Hoje, estamos tirando as térmicas da placa da equação para aprofundar a relação entre clock e voltagem.
Telemetria no seu melhor
Antes de começarmos, precisamos explorar como a tecnologia PowerTune da AMD opera. Ele avalia as características de desempenho mais importantes da GPU em tempo real, enquanto consulta os sensores térmicos e também considera os dados de telemetria do regulador de tensão. Todas essas informações são transferidas para o árbitro de gerenciamento de energia digital (DPM) pré-programado.
Esse árbitro conhece os limites de energia, térmicos e atuais da GPU definidos pelo BIOS e pelo driver, bem como quaisquer alterações feitas nas configurações padrão do driver. Dentro desses limites, o árbitro controla todas as voltagens, frequências e velocidades do ventilador em um esforço para maximizar o desempenho da placa gráfica. Se até mesmo um dos limites for excedido, o árbitro pode estrangular as voltagens, as taxas de clock ou ambos.
Voltagens: AMD PowerTune vs. Nvidia GPU Boost
O Radeon RX Vega 64 da AMD também usa Adaptive Voltage and Frequency Scaling (AVFS), com o qual já estamos familiarizados em suas últimas APUs e GPUs Polaris. À luz da qualidade variável do wafer, esse recurso deve garantir que cada matriz individual funcione em seu potencial máximo. É semelhante à tecnologia GPU Boost da Nvidia. Como resultado, cada GPU tem sua própria linha de carga individual nas configurações de tensão. No entanto, algumas coisas mudaram desde a implementação do Polaris.
O WattMan da AMD oferece liberdade quase total para definir manualmente a voltagem para os dois estados de DPM mais altos. Isso é diferente do GPU Boost, que permite apenas que um tipo de deslocamento seja definido para alterações manuais de tensão, e o controle total de tensão não pode ser forçado através do editor de curvas. Como veremos mais tarde, a liberdade adicional pode ser uma bênção ou uma maldição, porque as voltagens definidas manualmente para os estados do DPM podem neutralizar ou até cancelar completamente o AVFS.
Nosso monitoramento nos permitiu medir diretamente como as tensões do cartão se comportam usando uma configuração manual com e sem limite de potência. Os resultados são surpreendentes; eles são muito diferentes do que você vê em um cartão baseado em Polaris.
Também gostaríamos de fazer uma pequena quebra de mitos. Todos os ganhos de taxa de clock que alcançamos via undervolting foram devidos a diminuições de temperatura em placas refrigeradas a ar. Eliminar a temperatura da equação como estamos fazendo neste teste vira tudo de cabeça para baixo. Manchetes sensacionalistas se tornam lendas urbanas no processo.
O que testamos
Para tornar os resultados mais fáceis de entender e comparar, estabelecemos cinco configurações diferentes. Estes são completamente suficientes para demonstrar os respectivos extremos:
Configurações de estoque “Modo balanceado”
Subtensão: Tensão definida para 1,0 V usando o limite de energia padrão
Overclock: Limite de potência aumentado em +50%
Overclocked: Aumento do limite de energia em +50%, aumento da frequência de clock da GPU em 3%
Overclocked: Limite de energia aumentado em +50%, Frequência de clock da GPU aumentada em 3%; Tensão definida para 1,0 V
A subtensão dos dois estados de DPM ajustáveis abaixo de 1,0 V resultou em instabilidade em muitos cenários diferentes. Na maioria das vezes, foi possível atingir 0,95V, mas a taxa de clock caiu desproporcionalmente em resposta. Abaixar a tensão para menos de 1,0 V ao usar o limite máximo de energia resultou em uma falha assim que um aplicativo 3D foi iniciado.
Construindo uma grande solução de resfriamento
Primeiras coisas primeiro: precisamos construir uma solução térmica capaz de fornecer as mesmas temperaturas em 400W que fornece nas configurações de estoque. No final, a única maneira de conseguir isso é usando um circuito fechado e um resfriador de compressor. Esta configuração pode garantir uma temperatura constante de 20°C para a placa fria da GPU.
Além do Eiszeit 2000 Chiller da Alphacool, estamos usando o EK-FC Radeon Vega da EK Water Blocks. É feito de cobre niquelado e faz contato com a GPU, HBM2, o circuito de regulação de tensão e as bobinas. Tudo dito, a configuração faz exatamente o que precisamos.
Para evitar a estética um tanto ridícula de um refrigerador de água de slot único em uma placa gráfica de slot duplo, trocamos o suporte original por um de slot único. Os parafusos escareados ficam na parte superior da tampa do slot (e não nela) devido a seus orifícios, mas esse é um defeito relativamente pequeno.
Depois de limpar a pasta térmica antiga do interposer da AMD, uma fina camada de material fresco é aplicada na superfície com uma pequena espátula. Um pouco de resíduo no molde pode não parecer ótimo. Mas muita pressão durante o processo de limpeza pode danificar permanentemente o pacote, então você deve ter cuidado.
Em seguida, as almofadas térmicas são aplicadas em suas áreas-alvo no bloco de água. As instruções de EK nos fariam colocá-los na placa de vídeo. A razão pela qual fazemos isso de forma diferente, no entanto, é que preferimos colocar a placa no cooler (que está sobre a mesa), ao invés do contrário. Com as almofadas térmicas no bloco de água, elas não caem no processo.
Uma vez que a placa de vídeo é parafusada no lugar, ela está pronta para a ação. O processo de instalação é rápido e fácil. Basta estar atento ao interpositor.
A parte traseira exposta mostra os muitos parafusos e suas arruelas de nylon usadas para prender o bloco de água. Ao redor do pacote, sete parafusos prendem tudo firmemente.
Entusiastas que procuram um pouco de elegância estética e desempenho térmico ligeiramente melhor (esfrie esses duplicadores de fase!) podem anexar a placa traseira montada.
Removemos a placa traseira para nossas medições porque simplesmente não conseguíamos fazer furos nela.
Sistema de teste e metodologia
Apresentamos nosso novo sistema e metodologia de teste em Como testamos placas gráficas. Se você quiser mais detalhes sobre nossa abordagem geral, confira esse artigo. Observe que atualizamos nossa solução de CPU e refrigeração desde então para evitar possíveis gargalos ao fazer benchmarking de placas gráficas rápidas.
O hardware usado em nosso laboratório inclui:
Equipamento de teste e ambiente Sistema de resfriamento Temperatura ambiente Monitor de gabinete de PC Medição de consumo de energia Medição térmica
– Intel Core i7-6900K @ 4,3 GHz- MSI X99S Xpower Gaming Titanium- Corsair Vengeance DDR4-3200- 1x 1TB Toshiba OCZ RD400 (M.2 SSD, System)- 2x 960GB Toshiba OCZ TR150 (Armazenamento, Imagens)- fique quieto Escuro Power Pro 11, fonte de alimentação de 850 W
– Blocos de água EK EK-FC Radeon Vega- Alphacool Eiszeit 2000 Chiller- Thermal Grizzly Kryonaut (Usado ao trocar coolers)
– 22°C (Ar Condicionado)
– Lian Li PC-T70 com Kit de Extensão e Mods
– Eizo EV3237-BK
– Medição de CC sem contato no slot PCIe (usando uma placa Riser) – Medição de CC sem contato no cabo de alimentação auxiliar externo – Medição de tensão direta na fonte de alimentação – 2 x Rohde & Schwarz HMO 3054, osciloscópio digital multicanal de 500 MHz com Função de armazenamento – 4 x sondas de corrente Rohde & Schwarz HZO50 (1mA – 30A, 100kHz, DC) – 4 x Rohde & Schwarz HZ355 (10:1 sondas, 500MHz) – 1 x Rohde & Schwarz HMC 8012 Multímetro digital com função de armazenamento
– 1 x câmera infravermelha Optris PI640 80 Hz + PI Connect – Monitoramento e gravação infravermelho em tempo real
